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Patent 2286391 Summary

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Claims and Abstract availability

Any discrepancies in the text and image of the Claims and Abstract are due to differing posting times. Text of the Claims and Abstract are posted:

  • At the time the application is open to public inspection;
  • At the time of issue of the patent (grant).
(12) Patent Application: (11) CA 2286391
(54) English Title: CHANNEL EXTRACTION AND INSERTION PROCESS AND SYSTEM FOR WAVELENGTH-MULTIPLEXED OPTICAL TRANSMISSION
(54) French Title: PROCEDE ET DISPOSITIF D'EXTRACTION ET INSERTION DE CANAL POUR TRANSMISSION OPTIQUE A MULTIPLEXAGE DE LONGUEURS D'ONDE
Status: Dead
Bibliographic Data
(51) International Patent Classification (IPC):
  • H04J 14/02 (2006.01)
  • H04B 10/17 (2006.01)
(72) Inventors :
  • BRUYERE, FRANCK (France)
  • JOURDAN, AMAURY (France)
  • DALOURA, JORGE (France)
(73) Owners :
  • ALCATEL (France)
(71) Applicants :
  • ALCATEL (France)
(74) Agent: ROBIC
(74) Associate agent:
(45) Issued:
(22) Filed Date: 1999-10-07
(41) Open to Public Inspection: 2000-04-15
Availability of licence: N/A
(25) Language of filing: French

Patent Cooperation Treaty (PCT): No

(30) Application Priority Data:
Application No. Country/Territory Date
98 12 935 France 1998-10-15

Abstracts

French Abstract



Un module de sélection (J) reçoit un multiplex amont (M) et dévie
sélectivement au moins un canal de ce multiplex vers un port d'extraction (C).
Un organe de commutation (K) oriente ce canal et le dirige pendant certaines
périodes vers un port d'insertion (D) pour le réinsérer dans un multiplex aval
(N) incluant au moins un autre canal du multiplex amont. Selon l'invention un
amplificateur (1) est disposé et a des valeurs de gain suffisantes pour faire
croître une onde circulant pendant ces périodes selon une boucle fermée
(C-E-F-D-C) incluant ces deux ports et cet organe. Cette onde permet
d'équilibrer le multiplex aval.
Application aux réseaux de télécommunication à fibres optiques.

Claims

Note: Claims are shown in the official language in which they were submitted.




13

REVENDICATIONS

1- Procédé d'extraction et insertion de canal pour transmission optique à
multiplexage de longueurs d'onde, ce procédé incluant les opérations selon
lesquelles:
- des informations à transmettre étant portées par une pluralité de
canaux, certains desdits canaux étant assemblés pour former un multiplex
amont (M), les canaux de ce multiplex étant répartis dans le spectre des
longueurs d'onde, on sépare lesdits canaux du multiplex amont dans un
module de sélection (J) en au moins un groupe extrait et un groupe en transit,
- on fait passer ledit groupe extrait dans un circuit latéral (C-E-F-D),
- au moins pendant des périodes de réinsertion, on fait passer au
moins une partie dudit groupe extrait dans un ensemble amplificateur (1)
ayant un gain à saturation progressive,
- on assemble ledit groupe en transit avec ladite partie du groupe
extrait pour former un mutiplex aval (N),
ce procédé étant caractérisé par le fait qu'on donne audit gain de
l'ensemble amplificateur (1) des valeurs suffisantes pour faire croître une
onde optique passant dans ledit circuit latéral et cet ensemble amplificateur
en même temps que ladite partie du groupe extrait, ledit module de sélection
étant choisi pour permettre à cette onde de circuler selon une boucle fermée
incluant en outre ce module, cette onde constituant une onde de boucle, et
par le fait qu'on favorise pour ladite onde de boucle une longueur d'onde
extérieure à un domaine spectral occupé par lesdits canaux.
2- Procédé selon la revendications 1, caractérisé par le fait que ledit
circuit
latéral (C-E-F-D) inclut un organe de commutation (K) utilisé en dehors
desdites périodes de réinsertion pour écarter ledit groupe extrait desdits
multiplex amont (M) et aval (N) et/ou pour insérer dans ce multiplex aval
desdits canaux autres que ceux de ce multiplex amont et prenant au moins
pour partie la place de ce groupe dans le spectre des longueurs d'onde.
3- Dispositif d'extraction et d'insertion (J, K) apte à recevoir un multiplex
amont constitué de canaux répartis en longueurs d'onde dans un domaine
spectral de transmission, ledit dispositif comportant:



14


- un module de sélection (J) séparant d'une part lesdits canaux du multiplex
amont en au moins un groupe extrait et un groupe en transit, ce module
formant d'autre part un multiplex aval en assemblant ce groupe en transit
avec un groupe inséré reçu par ce module et constitué d'au moins un canal
prenant dans le spectre des longueurs d'onde une place différente de celle de
ce groupe en transit, et
- un organe latéral (K) apte à réaliser un circuit latéral (C-E-F-D)
transmettant
au moins une partie dudit groupe extrait audit module de sélection pour
constituer ledit groupe inséré de sorte que ce groupe inséré constitue alors
un
groupe réinséré, ce circuit latéral incluant un ensemble amplificateur (1)
ayant
un gain à saturation progressive,
ce dispositif étant caractérisé par le fait que ledit gain de l'ensemble
amplificateur (1) a des valeurs suffisantes pour faire croître une onde
optique
passant dans ledit circuit latéral (C-E-F-D) et cet ensemble amplificateur en
même temps que ledit groupe réinséré, ledit module de sélection (J)
permettant à cette onde de circuler selon une boucle fermée (C-E-F-D-C)
incluant en outre ce module, cette onde constituant une onde de boucle, cette
boucle constituant une boucle de réglage de gain, ce dispositif (J, K) étant
en
outre caractérisé par le fait qu'il comporte un élément d'accrochage spectral
(2) monté dans ladite boucle de réglage de gain, cet élément favorisant une
longueur d'onde extérieure audit domaine spectral de transmission de
manière à imposer à ladite onde de boucle une longueur d'onde également
extérieure à ce domaine.
4- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que ledit
module
de sélection (J) forme trois voies (A-B, A-C, D-B) guidant respectivement
ledit
groupe en transit, ledit groupe extrait et ledit groupe inséré, chacune de ces
voies étant constituée de tronçons, chacun desdits tronçons (A-4, 4-B) de
ladite voie guidant le groupe en transit étant aussi un dit tronçon pour l'une
des deux dites voies guidant respectivement le groupe extrait et le groupe
inséré.
5- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que ledit
module
de sélection (J) présente la forme d'un module d'insertion et d'extraction à
filtre réjecteur (4).


15
6- Dispositif selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé par le fait
que
ledit organe latéral est un organe de commutation (K) permettant sur
commande soit d'assembler ledit groupe réinséré audit groupe en transit pour
constituer ledit multiplex aval (N), soit d'écarter ledit groupe extrait
desdits
multiplex amont (M) et aval et/ou d'insérer dans ce multiplex aval des canaux
autres que ceux de ce multiplex amont
7 Dispositif selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisé par le fait que
ledit élément d'accrochage spectral (2) est un filtre passe bande monté en
série dans le circuit latéral (C-E-F-D) et présentant une sélectivité faible
mais
suffisante pour imposer à ladite onde de boucle une longueur d'onde
prédéterminée.

Description

Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.



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1
Procédé et dispositif d'extraction et insertion de canal pour
transmission optique à multiplexage de longueurs d'onde.
L'invention se situe dans le domaine des transmissions optiques
utilisant des multiplex de longueurs d'onde. Elle concerne notamment un
procédé pour effectuer des opérations d'extraction etlou d'insertion
sélectives
d'un ou plusieurs canaux d'un tel multiplex.
De telles opérations sont utiles pour assurer des fonctions de routage
ou d'aiguillage. Elles permettent par exemple de modifier les informations
d'un
ou plusieurs canaux ou de changer la longueur d'onde du canal portant une
information. Un dispositif d'extraction et insertion effectuant ces opérations
est
habituellement appelé OADM ou multiplexeur optique d'insertion-extraction.
Le procédé selon cette invention comporte des opérations qui sont
connues en elles-mêmes du document de brevet EP-A-0 838 918 publié le 29
avril 1998 et qui sont les opérations suivantes, ces opérations étant décrites
ici dans des termes autres que ceux de ce document
- des informations à transmettre étant portées par une pluralité de
canaux, certains desdits canaux étant assemblés pour former un multiplex
amont, les canaux de ce multiplex étant répartis dans le spectre des
longueurs d'onde, on sépare les canaux du multiplex amont dans un module
de sélection en au moins un groupe extrait et un groupe en transit,
- on fait passer le groupe extrait dans un circuit latéral,
- au moins pendant des périodes de réinsertion, on fait passer au
moins une partie du groupe extrait dans un amplificateur optique, cet
amplificateur constituant un amplificateur latéral,
- on assemble le groupe en transit avec ladite partie du groupe extrait
pour former un multiplex aval.
Les périodes de réinsertion se produisent lorsque le groupe extrait n'a
pas à être modifié.
En pratique, le circuit latéral impose au groupe extrait un perte de
puissance parasite. Or dans un système de transmission, il est souhaité que
chaque multiplex soit équilibré, c'est-à-dire que tous les canaux de ce
multiplex aient sensiblement une même puissance. Dans le cas usuel où le
multiplex amont est équilibré un problème général est donc d'assurer aussi
l'équilibrage du multiplex aval et un problème plus particulier est de
réaliser


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2
cet équilibrage pendant lesdites périodes de réinsertion malgré lesdites
pertes
du circuit latéral.
Pour résoudre ce problème plus particulier, on peut considérer les
solutions suivantes.
Selon une première solution, le module de sélection est réalisé de
manière à offrir au groupe de canaux en transit un circuit qui n'est pas
emprunté par le groupe de canaux extrait. On place alors sur ce circuit un
élément atténuateur qui permet de compenser les pertes du circuit latéral,
éventuellement avec l'aide de l'amplificateur latéral. Cette première solution
présente deux inconvénients, l'un étant que la puissance des canaux serait
plus faible dans le multiplex aval que dans le multiplex amont, ce qui
amènerait à placer un amplificateur en sortie du module de sélection, l'autre
étant que la réalisation de ce module serait plus complexe et coûteuse que
celle des modules usuels.
Selon une deuxième solution, on règle le gain de l'amplificateur latéral
pour que ce gain compense par lui même les pertes du circuit latéral. Cette
deuxième solution n'est pas décrite par le document de brevet EP-A 0 838
918, car ce document indique pour cet amplificateur seulement une fonction
de commutation alors que le facteur multiplicateur définissant le gain d'un
amplificateur assurant une telle fonction est typiquement tantôt nul pour
couper un circuit optique incluant cet amplificateur, tantôt égal à un pour
transmettre les ondes optiques sans changer leurs puissances. Elle
présenterait l'inconvénient que le réglage initial du gain de l'amplificateur
serait délicat et que la compensation des pertes pourrait ensuite être
perturbée par des modifications de ce gain causées par des variations de la
puissance du multiplex amont et/ou par une dérive des caractéristiques de
l'amplificateur lui même ou des organes assurant son pompage.
Une troisième solution est connue par un article de F. Shehadeh, R.S.
Vodhanel, M. Krain, C. Gibbons, R. E. Wagner, et M. Ali : "Gain-Equalized,
Eight-Wavelength WDM Optical Add-Drop Mutiplexer with an 8-dB Dynamic
Range", IEEE Photonics Technology Letters, vol.7, N°9 september
1995 pp
1075-1077 : les canaux du multiplex sortant du dispositif d'extraction et
d'insertion sont séparés les uns des autres dans un démultiplexeur, puis la
puissance de chacun de ces canaux est ajustée à une valeur commune, enfin
ces canaux sont superposés pour constituer un multiplex aval équilibré. Cette
solution a l'inconvénient d'être coûteuse.


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3
La présente invention a notamment pour but d'équilibrer d'une manière
permanente et peu coûteuse le multiplex sortant d'un dispositif d'extraction
et
d'insertion lorsqu'un multiplex reçu par ce dispositif est équilibré et
lorsque ce
dispositif extrait certains des canaux de ce multiplex reçu puis réinsère ces
mêmes canaux dans ce multiplex sortant. Elle a plus généralement pour but
d'éviter qu'un dispositif de ce genre modifie les rapports des puissances
respectives des canaux d'un multiplex lorsque certains de ces canaux sont
ainsi extraits puis réinsérés.
Pour atteindre ces buts elle tire profit de deux faits. L'un de ces faits est
que les amplificateurs optiques connus pouvant constituer ledit amplificateur
latéral sont des amplificateurs à saturation progressive, c'est à dire qu'ils
ont
un gain décroissant en fonction de la puissance totale des ondes optiques qui
sont reçues par ces amplificateurs pour y être amplifiées. L'autre de ces
faits
est que, dans des modules peu coûteux qui constituent le module de
sélection des dispositifs d'extraction et d'insertion connus, des ondes
optiques
pourraient être guidées selon une voie différente de celles qui sont utilisées
dans ces dispositifs connus.
Le procédé selon cette invention utilise au moins un amplificateur
latéral à saturation progressive et il est caractérisé par le fait qu'on donne
au
gain d'un tel amplificateur latéral des valeurs suffisantes pour faire croître
une
onde optique passant dans ledit circuit latéral et cet amplificateur en même
temps que ladite partie du groupe extrait, ledit module de sélection étant
choisi pour permettre à cette onde de circuler selon une boucle fermée
incluant en outre ce module, cette onde constituant une onde de boucle. En
outre, on favorise pour cette onde une longueur d'onde extérieure à un
domaine spectral occupé par lesdits canaux.
L'invention a aussi pour objet un dispositif d'extraction et d'insertion
apte à recevoir un multiplex amont constitué de canaux répartis en longueurs
d'onde dans un domaine spectral de transmission, ledit dispositif comportant
- un module de sélection séparant d'une part lesdits canaux du multiplex
amont en au moins un groupe extrait et un groupe en transit, ce module
formant d'autre part un multiplex aval en assemblant ce groupe en transit
avec un groupe inséré reçu par ce module et constitué d'au moins un canal
prenant dans le spectre des longueurs d'onde une place différente de celle de
ce groupe en transit, et


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- un organe latéral apte à réaliser un circuit latéral transmettant au moins
une
partie dudit groupe extrait audit module de sélection pour constituer ledit
groupe inséré de sorte que ce groupe inséré constitue alors un groupe
réinséré, ce circuit latéral incluant un ensemble amplificateur ayant un gain
à
saturation progressive,
ce dispositif étant caractérisé par le fait que ledit gain de l'ensemble
amplificateur a des valeurs suffisantes pour faire croître une onde optique
passant dans ledit circuit latéral et cet ensemble amplificateur en même
temps que ledit groupe réinséré, ledit module de sélection permettant à cette
onde de circuler selon une boucle fermée incluant en outre ce module, cette
onde constituant une onde de boucle, cette boucle constituant une boucle de
réglage de gain, ce dispositif étant en outre caractérisé par le fait qu'il
comporte un élément d'accrochage spectral monté dans ladite boucle de
réglage de gain, cet élément favorisant une longueur d'onde extérieure audit
domaine spectral de transmission de manière à imposer à ladite onde de
boucle une longueur d'onde également extérieure à ce domaine.
A l'aide des figures ci-jointes on va décrire ci-après à titre d'exemples
diverses possibilités de mise en oeuvre conformes à l'invention. Lorsqu'un
élément apparaït sur plusieurs figures il y est désigné par les mêmes lettres
et/ou chiffres de référ ence.
La figure 1 représente une configuration d'un système de transmission
connu, cette configuration étant réalisée pendant une période de réinsertion.
La figure 2 représente une configuration d'un système de transmission
comportant un dispositif d'extraction et insertion selon cette invention,
cette
configuration étant réalisée pendant une période de réinsertion.
La figure 3 représente une configuration du système de la figure 2,
cette configuration étant réalisée en dehors des périodes de réinsertion.
Les figures 4, 5 et 6 représentent respectivement un premier, un
deuxième et un troisième mode de réalisation d'un module de sélection du
système des figures 2 et 3.
Chacun des systèmes des figures 1 et 2 transmet des multiplex
constitués chacun par une pluralité de canaux. Ces canaux sont constitués
par des ondes optiques portant des informations à transmettre. Ils sont situés
en longueur d'onde dans des plages spectrales respectives prédéterminées,
toutes ces plages étant situées dans un domaine spectral prédéterminé qui
sera appelé ci-après domaine spectral de transmission. Chacun de ces


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canaux est typiquement constitué par une onde porteuse qui a une longueur
d'onde propre unique. Mais cette onde est modulée par un signal à
transmettre ou par plusieurs tels signaux pouvant être multiplexés dans le
temps, de sorte que son spectre est élargi et peut occuper toute la plage
5 spectrale de ce canal. Ces multiplex et ces canaux sont guidés au sein de
ces
systèmes qui comportent pour cela, au moins pour les distances importantes,
des fibres optiques.
Chacun des deux systèmes comporte les éléments suivants
- Des moyens émetteurs T pour recevoir des informations à transmettre
et pour fournir en réponse un multiplex qui est transmis par une fibre optique
à un dispositif d'extraction et d'insertion J, K. Le multiplex reçu par ce
dispositif constitue un multiplex amont M. Ces moyens sont tels que les
canaux de ce multiplex aient respectivement des puissances d'entrée au plus
égales à des puissances d'entrée maximales prédéterminées. Cette
puissance d'entrée maximale est typiquement la même pour tous ces canaux.
- Le dispositif d'extraction et d'insertion J, K reçoit le multiplex amont et
fournit un autre multiplex constituant un multiplex aval N. Typiquement les
plages spectrales sont les mêmes dans les deux multiplex amont et aval.
Mais les positions ou les étendues de ces plages dans le spectre des
2Q longueurs d'onde peuvent faire apparaître des différences entre ces deux
multiplex et certaines plages peuvent être vides dans l'un d'eux.
- Enfin des moyens récepteurs R pour recevoir le multiplex aval par
l'intermédiaire d'une autre fibre optique et pour fournir en réponse celles
des
informations à transmettre qui sont portées par les canaux de ce multiplex.
Le dispositif d'extraction et d'insertion comporte notamment un module
de sélection J et un organe latéral K.
Le module de sélection J définit un "segment spectral sélectionné". Ce
segment est constitué par une partie dudit domaine spectral de transmission.
II peut contenir une ou plusieurs desdites plages spectrales. Ces plages
peuvent être adjacentes ou être séparées les unes des autres par d'autres
plages spectrales qui peuvent ne pas être situées dans ce segment.
Ce module a deux ports constituant respectivement une entrée
principale A pour recevoir le multiplex amont et une sortie principale B pour
fournir le multiplex aval. II a en outre deux ports constituant respectivement
un
port d'extraction C et un port d'insertion D. II est apte à sélectionner d'une
part
le groupe de tous ceux des canaux du multiplex amont qui ne sont pas situés


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dans le segment spectral sélectionné et à guider ce groupe selon une voie de
transit allant de cette entrée principale A à cette sortie principale B, ce
groupe
constituant un groupe en transit. II est apte d'autre part à sélectionner le
groupe de tous ceux des canaux du multiplex amont qui sont situés dans le
segment spectral sélectionné et à guider ce groupe selon une voie
d'extraction allant de cette entrée principale à ce port d'extraction C, ce
groupe constituant un groupe extrait. II est encore apte à guider des ondes
optiques selon une voie d'insertion allant de son port d'insertion D à la
sortie
principale B lorsque ces ondes sont situées dans le segment spectral
sélectionné, ces ondes constituant un groupe inséré. Ce groupe inséré inclut
au moins un canal. Le multiplex aval est constitué par le groupe en transit et
par ce groupe inséré. Le module de sélection est enfin apte à guider des
ondes optiques selon une voie de guidage rétrograde allant de son port
d'insertion à son port d'extraction lorsque ces ondes ne sont pas situées dans
le segment spectral sélectionné. Pour tenir compte du cas non préféré où
cette voie de guidage présenterait des pertes ou inclurait un amplificateur,
on
considérera ci-après que cette voie divise alors la puissance de ces ondes
par un facteur de perte constituant un facteur de perte de guidage rétrograde.
Ce facteur est typiquement égal à l'unité mais il peut lui étre supérieur ou,
en
cas d'amplification interne au module, lui étre inférieuï.
Sur les figures 1, 2 et 3 les voies de guidage ci-dessus sont
symbolisées par des lignes internes à ce module, ces lignes étant en trait
plein ou tireté selon que ces voies sont utilisées ou non. Quoique ces lignes
soient complètement séparées les unes des autres sur ces figures il doit être
compris que les modules de sélection usuels offrent aux ondes optiques
seulement des voies dont chacun des tronçons est commun à plusieurs voies.
De tels tronçons de voie seront décrits ci-après avec les modules des figures
3et4.
L'organe latéral K a au moins deux ports constituant un port
d'extraction E et un port d'insertion F. Ce port d'extraction E est raccordé
au
port d'extraction C du module de sélection pour recevoir le groupe extrait.
Pendant les périodes de réinsertion cet organe K transmet ce groupa extrait
de son port d'extraction E à son port d'insertion F. Son port d'insertion est
raccordé au port d'insertion du module de sélection de sorte que cet organe
forme alors une partie d'un circuit latéral ouvert C-E-F-D allant du port
d'extraction C au port d'insertion D du module de sélection en passant par cet


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organe. Ce circuit permet au groupe extrait transmis de constituer ledit
groupe
inséré. Ce groupe extrait et inséré sera appelé ci-après groupe réinséré.
L'organe latéral est typiquement un organe de commutation commandé
K présentant en outre deux ports constituant respectivement une entrée
latérale G et une sortie latérale H. Pendant les périodes de réinsertion, il
est
placé dans un état de transmission directe qui est représenté aux figures 1 et
2 et dans lequel il transmet le groupe extrait de son port d'extraction E à
son
port d'insertion F. En dehors de ces périodes, il est placé dans un état de
transmission croisée représenté à la figure 3. Dans ce dernier état il
transmet
le groupe extrait de son port d'extraction E à la sortie latérale H et/ou il
reçoit
sur son entrée latérale G un groupe à insérer constitué d'au moins un canal
situé dans le segment spectral sélectionné. II transmet alors ce groupe à
insérer de cette entrée latérale à son port d'insertion F de manière que ce
groupe à insérer constitue ledit groupe inséré, c'est à dire que ce groupe
soit
inséré dans le multiplex aval par le module de sélection J.
Mais l'organe latéral pourrait avoir d'autres fonctions sans sortir du
cadre de cette invention. II pourrait par exemple surveiller une
caractéristique
de fréquence ou de forme des signaux portés par le groupe réinséré.
Le circuit latéral C-E-F-D inclut des éléments de perte et des éléments
amplificateurs.
Ces éléments de perte divisent la puissance du groupe réinséré par un
facteur de perte supérieur à un, ce facteur constituant un facteur de pertes
latéral. Dans un mode de réalisation préféré ces éléments de perte font partie
de l'organe latéral K.
Ces éléments amplificateurs incluent au moins un amplificateur optique
constituant un amplificateur latéral et ils constituent un ensemble
amplificateur.
Dans le mode de réalisation préféré de l'invention représenté aux figures
2 et 6, l'amplificateur latéral est unique et extérieur à cet organe. Dans un
autre
mode non représenté un amplificateur latéral pourrait, comme dans le système
connu de la figure 1, constituer un interrupteur inclus dans un organe latéral
de
commutation tel que K et être éventuellement accompagné d'une autre
amplificateur latéral extérieur à cet organe K.
Par ailleurs un système de transmission peut comporter plusieurs
dispositifs d'extraction et d'insertion selon cette invention, tels que J, K,
pour
recevoir plusieurs multiplex, tels que le multiplex amont M, par
l'intermédiaire
de plusieurs fibres optiques et pour fournir plusieurs multiplex, tels que le


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multiplex aval N, par l'intermédiaire de plusieurs autres fibres optiques,
respectivement. Dans ce cas chacun de ces dispositifs comporte au moins un
amplificateur latéral tel que 1 qui est avantageusement du type à pompage
optique. De préférence alors l'ensemble de ces dispositifs comporte un seul
organe de pompage qui est commun à un ensemble correspondant de ces
amplificateurs latéraux.
Chaque amplificateur latéral, tel que 1, a une courbe de gain et il est
apte à recevoir des ondes optiques et à transmettre ces ondes en multipliant
la
puissance de chacune de ces ondes par un gain défini par cette courbe pour
chacune des valeurs d'une puissance incidente de cet amplificateur, cette
puissance incidente étant la somme des puissances des ondes à amplifier
reçues par cet amplificateur. Chaque canal reçu par un amplificateur latéral a
donc une puissance au plus égale à une puissance actuelle maximale relative
à cet amplificateur et définie à partir de ladite puissance d'entrée maximale
de
ce canal par les pertes et gains de ceux desdits éléments du circuit latéral
qui
précédent cet amplificateur dans ce circuit. Lorsque le système de l'invention
est en service cette puissance incidente a une valeur actuelle, qui peut être
constante ou varier. Le gain de l'amplificateur latéral est alors un gain
actuel
dont la valeur est définie à tout instant par la courbe de gain pour cette
valeur
actuelle de la puissance incidente.
Dans le cas simple où le circuit latéral comporte un seul amplificateur
et où les éléments de perte sont disposés dans ce circuit après cet
amplificateur, les puissances actuelles des canaux sont les mêmes que leurs
puissances d'entrée. Dans un cas plus complexe où un second tel
amplificateur est précédé par des éléments de perte et par un premier tel
amplificateur les puissances actuelles maximales relatives à ce second
amplificateur sont pour chaque canal égales à la puissance d'entrée
maximale divisée par un facteur de perte de ces éléments de perte et
multipliée par un gain actuel de ce premier amplificateur. II en résulte que
les
courbes de gain respectives de tous les amplificateurs latéraux définissent un
gain latéral pour chaque ensemble des valeurs des puissances incidentes
respectives de ces amplificateurs, ce gain latéral étant le produit de tous
les
gains respectivement définis par ces courbes pour ces valeurs. Ce gain
latéral décroît donc quand ces puissances incidentes croissent. Si un gain
latéral actuel est celui qui est défini par les courbes de gain pour
l'ensemble
des valeurs actuelles des puissances incidentes, il apparaît que, entre
l'entrée


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et la sortie principale du dispositif, la puissance du groupe réinséré est
d'une
part divisée par le facteur de perte latéral, d'autre part multipliée par le
gain
latéral actuel alors que la puissance du groupe en transit peut être
inchangée.
Le système de la présente invention est caractérisé par le fait que les
courbes de gain des amplificateurs latéraux tels que 1 définissent un gain
latéral supérieur à un facteur de perte de boucle constitué par le produit du
facteur de perte de guidage rétrograde par le facteur de perte latéral, ce
gain
étant défini pour un ensemble de valeurs de puissances incidentes
constituant un ensemble initial maximal. La valeur de puissance incidente de
chacun des amplificateurs latéraux est égale dans cet ensemble initial
maximal à la somme des puissances maximales actuelles de ceux des
canaux qui sont reçus par cet amplificateur, ces puissances maximales
actuelles étant celles qui sont relatives à cet amplificateur.
Les caractéristiques prévues par cette invention pour les courbes de
gain peuvent être obtenues par le choix du ou des amplificateurs latéraux
et/ou par celui des puissances de pompage électrique ou optique de ces
amplificateurs. Ce choix ne nécessite aucun ajustement précis puisqu'il suffit
qu'une valeur du gain latéral soit supérieure à un seuil, cette valeur étant
celle
qui est définie par les courbes de gain pour des puissances incidentes égales
aux puissances maximales actuelles du groupe réinséré. Ce seuil peut être
connu à l'avance ou être déterminé expérimentalement ou même ne pas être
déterminé spécifiquement si on élève progressivement le niveau d'au moins
une dite courbe de gain jusqu'à la croissance d'une onde de boucle qui sera
décrite plus loin. En pratique il est avantageux d'augmenter suffisamment ce
niveau pour créer une marge de sécurité telle qu'une diminution éventuelle
des gains des amplificateurs latéraux au cours du temps ne risque pas de
faire passer le gain latéral au dessous du seuil. Une telle diminution de gain
peut provenir d'une dégradation des caractéristiques de l'amplificateur lui
même ou de son organe de pompage, ce qui abaisse le niveau de sa courbe
de gain, ou encore d'une augmentation non prévue des puissances du
multiplex.
Pour décrire l'effet de cette disposition de l'invention, il faut considérer
une situation initiale éventuelle dans laquelle la puissance incidente de
chaque amplificateur latéral est seulement la somme des puissances des
canaux reçus par cet amplificateur. Dans cette situation, cette disposition
crée
un excès du gain latéral par rapport au facteur de perte latéral, et cela
quelles


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que soient les variations des puissances d'entrée des canaux dans la limite
de leurs dites valeurs maximales. Cet excès de gain a deux conséquences.
Une première conséquence est que le groupe réinséré est relativement
amplifié par cet excès de gain, ce qui crée un déséquilibre de puissance en
5 faveur de ce groupe dans le multiplex aval. Une deuxième conséquence de
cet excès de gain est liée au fait que le dispositif d'extraction et
d'insertion
permet à certaines ondes optiques de circuler selon une boucle fermée C-E-
F-D-C. Ces ondes sont celles qui sont extérieures au segment spectral
sélectionné. Cette boucle passe par le port d'extraction du module de
10 sélection, puis elle suit le circuit latéral C-E-F-D jusqu'au port
d'insertion D de
ce module, enfin elle traverse ce module pour rejoindre le port d'extraction C
de ce dernier. Dans la situation initiale ledit excès de gain est présent sur
le
trajet de cette boucle fermée. II y fait donc naître une onde optique par
effet
laser. Cette onde est extérieure au segment spectral sélectionné et constitue
l'onde de boucle. Sa puissance s'ajoute alors à celle des canaux des groupes
extrait et réinséré pour constituer les puissances incidentes des
amplificateurs
latéraux. La situation initiale définie ci-dessus n'est donc ni souhaitable ni
stable. Elle peut être réalisée mais d'une manière transitoire. Dès qu'elle
l'est,
l'onde de boucle croît en puissance. Les puissances incidentes des
amplificateurs latéraux croissent donc, ce qui fait progressivement décroître
le
gain latéral et l'excès de gain. La croissance de l'onde de boucle s'arrête
quand cet excès de gain qui l'a fait naître s'annule, c'est à dire quand le
gain
latéral devient égal au facteur de perte de boucle. L'onde de boucle maintient
alors le gain latéral à la même valeur que ce facteur même si ce dernier varie
quelque peu au cours du temps. La boucle qu'elle parcourt peut être appelée
"boucle de réglage de gain".
Dans le mode de réalisation préféré, le groupe en transit ne subit ni
perte ni amplification et les pertes subies par le groupe réinséré sont les
mêmes que celles qui sont subies par l'onde de boucle. Dans le cas où de
plus le multiplex amont était équilibré, cette invention procure donc d'une
manière simple un équilibrage permanent et automatique du multiplex aval.
En pratique ce cas est réalisé dans la mesure où les pertes subies par le
groupe réinséré sont localisées dans l'organe latéral. Dans d'autres cas où le
groupe extrait subit des pertes dans le module de sélection, l'équilibrage du
multiplex aval peut être moins précis tout en étant avantageux.


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Un couplage parasite pourrait apparaître dans le module de sélection
entre le groupe en transit et l'onde de boucle. C'est pourquoi le dispositif
d'extraction et d'insertion comporte en outre un élément d'accrochage spectral
2 monté dans la boucle de réglage de gain. Cet élément favorise une
longueur d'onde extérieure audit domaine spectral de transmission de
manière à imposer à l'onde de boucle une longueur d'onde également
extérieure à ce domaine et constituant une longueur d'onde de boucle. Dans
le mode de réalisation préféré, cet élément est un filtre passe bande monté en
série dans le circuit latéral C-E-F-D. II présente une sélectivité
suffisamment
faible pour ne pas introduire des pertes trop gênantes pour le groupe
réinséré, cette sélectivité étant cependant suffisante pour imposer une
longueur d'onde de boucle prédéterminée convenable.
Cette solution présente l'avantage de la simplicité. Bien entendu, de
nombreuses autres solutions sont envisageables par l'homme du métier.
Ainsi, dans d'autres modes de réalisation cet élément pourrait être monté en
parallèle avec l'amplificateur dans le circuit latéral, ou en série à
l'intérieur du
module de sélection.
Divers modes de réalisation du module de sélection vont être décrits
Dans le mode de réalisation représenté à la figure 4, le module de sélection
présente la forme d'un interféromètre de Mach-Zehnder à fibres optiques dont
chacune des deux branches est munie d'un réseau de Bragg photo-inscrit
constituant un filtre réjecteur 4. Cet interféromètre a été équilibré par un
traitement aux rayons ultraviolets effectué dans un segment 12 de l'une de
ces branches pour y ajuster la vitesse de propagation des ondes. Dans tous
les modes de réalisation utilisant un tel filtre le segment spectral
sélectionné
est celui qui est réfléchi par ce filtre. Dans ce mode de réalisation, la voie
de
transit comporte deux tronçons A-4 et 4-B, la voie d'extraction comporte deux
tronçons A-4 et 4-C, la voie d'insertion comporte deux tronçons D-4 et 4-B, et
la voie de guidage rétrograde comporte deux tronçons D-4 et 4-C, chacun de
ces tronçons étant divisé sur une partie de sa longueur entre les deux
branches de l'intertéromètre.
Selon la figure 5 le module de sélection comporte deux circulateurs
optiques 5 et 6 de part et d'autre d'un résonateur Fabry-Pérot 7 constituant
un
filtre passe-bande. Le segment spectral sélectionné est celui qui est transmis
par ce filtre. La voie de transit comporte les tronçons A-5, 5-7, 7-5 et 5-B.
La
voie d'extraction comporte les tronçons A-5, 5-7, 7-6 et 6-C. La voie


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d'insertion comporte les tronçons D-6, 6-7, 7-5 et 5-B. La voie de guidage
rétrograde comporte les tronçons D-6, 6-7, 7-6, et 6-C. La boucle de réglage
de gain suit le trajet C-E-F-D-6-7-6-C, les ports E et F étant ceux de
l'organe
latéral K connecté entre les ports C et D et non représenté. Le sens de
propagation des ondes est imposé par un amplificateur latéral ou par un
isolateur optique non représenté.
Un mode de réalisation aujourd'hui préféré du module de sélection est
représenté à la figure 6. Un dispositif d'extraction et d'insertion incluant
ce
module a fait l'objet de mesures. Ce module comportait trois filtres
réjecteurs
41, 42 et 43 montés en série entre deux circulateurs optiques 8 et 9 et
accordés respectivement sur les longueurs d'onde centrales de trois canaux
ayant des rangs R1, R2 et R4 dans un dit multiplex amont. Ces trois canaux
constituaient le groupe réinséré. Un autre canal avait un rang R3 dans ce
multiplex et constituait le groupe en transit. La colonne LO du tableau ci-
dessous donne les rangs et les longueurs d'onde centrales de ces quatre
canaux, en nanomètres. Les colonnes suivantes PA, PB1 et PB2 donnent les
puissances des canaux correspondants en dB, ces puissances ayant été
respectivement mesurées à l'entrée principale A, à la sortie principale B en
l'absence d'amplificateur, et à cette même sortie en présence d'un
amplificateur latéral du type à fibre dopée à l'erbium inclus selon cette
invention.
LO PA PB1 PB2


R1 :1549,32 +2,6 -30,2 -9,2


R2 :1552,52 +2,5 -30,2 -8,9


R3 : 1555,75 +3,1 -7,9 -7,9


R4 :1558,98 +3,1 -29,9 -8,2


La mise en oeuvre de cette invention a fait passer le déséquilibre du
z5 multiplex aval de 22,3 dB à 1,3 dB. Si on tient compte du déséquilibre du
multiplex amont, il apparaît que cette mise en oeuvre a abaissé à 0,8 dB le
déséquilibre introduit par le dispositif d'extraction et d'insertion.

Representative Drawing
A single figure which represents the drawing illustrating the invention.
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(22) Filed 1999-10-07
(41) Open to Public Inspection 2000-04-15
Dead Application 2003-10-07

Abandonment History

Abandonment Date Reason Reinstatement Date
2002-10-07 FAILURE TO PAY APPLICATION MAINTENANCE FEE

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Application Fee $300.00 1999-10-07
Registration of a document - section 124 $100.00 1999-12-30
Maintenance Fee - Application - New Act 2 2001-10-08 $100.00 2001-09-18
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Document
Description 
Date
(yyyy-mm-dd) 
Number of pages   Size of Image (KB) 
Representative Drawing 2000-03-31 1 4
Cover Page 2000-03-31 1 34
Abstract 1999-10-07 1 21
Description 1999-10-07 12 730
Drawings 1999-10-07 2 27
Claims 1999-10-07 3 127
Correspondence 1999-11-09 1 2
Assignment 1999-10-07 3 89
Assignment 1999-12-30 2 63